電氣開關(guān)電源設(shè)計論文(已修改)
2025-07-09 17:14 本頁面
【正文】 《電子線路系統(tǒng)設(shè)計》課程論文題 目： 12V開關(guān)電源設(shè)計電路 姓 名： 陳婉如 學(xué) 號： 20134518 同組姓名： 彭樹琴 專業(yè)班級： 2013 級電子信息工程二班 指導(dǎo)老師： 謝鐵強老師 評分標準：論文結(jié)構(gòu)完整（20分）參數(shù)設(shè)計準確（20分）論文格式規(guī)范（20分）文字表述清楚（20分）設(shè)計符合要求（20分）總分（100） 摘要 隨著電子科技的不斷發(fā)展，越來越多的電器設(shè)備走進了千家萬戶，要想讓這些電器為我們服務(wù)，又離不開電源的驅(qū)動。而開關(guān)電源因其高效率、低體積、低功耗、高可靠性等一系列的優(yōu)點受到了人們的親賴。開關(guān)電源（電源適配器）實質(zhì)上就是一個將高壓交流電轉(zhuǎn)換成低壓直流電的裝置。本論文采用了反激式的拓撲結(jié)構(gòu)，所謂反激式即在MOSFET管關(guān)斷的時候次級的二極管才導(dǎo)通，這時候儲存在變壓器的能量才會傳遞到次級，供輸出所用。本次設(shè)計UC3842作為核心芯片，它同時具備了過負載保護、過電壓保護、過溫保護等功能，在很大程度上簡化了電路。在這些的基礎(chǔ)上運用脈沖寬度調(diào)制（PWM）的原理來完成設(shè)計，脈寬調(diào)制是通過固定脈沖周期，改變占空比來控制MOSFET管導(dǎo)通和斷開的比率從而控制輸出。使得電路更簡單，精度更高，同時也能滿足不同的電器對輸入電范圍，輸出電壓大小不同的要求。 為了實現(xiàn)電壓輸出的穩(wěn)定，同時考慮到各國的市電電壓和頻率的不同，電路中集合了很多模塊，比如EMI濾波電路、變壓電路、輸出整流濾波電路、光電耦合反饋回路、尖峰電壓吸收回路等。這樣不但可以提高電路的精度和效率，同時也使得電路穩(wěn)定性和安全性得到大幅度的提高。該電路具有寬電壓輸入，多路穩(wěn)定輸出、紋波和噪聲可控制等優(yōu)點。在完成電路的研究和焊接后進行了PCB板的測試，通過不斷的改進與完善，最終得到的結(jié)果基本符合預(yù)期，效果比較理想。 關(guān)鍵詞：反激式，開關(guān)電源，脈寬調(diào)制，拓撲結(jié)構(gòu)，電源適配器目 錄摘 要 I本課題的設(shè)計要求與目的 I第1章 緒論 1 開關(guān)電源的發(fā)展及國外現(xiàn)狀 1 國內(nèi)開關(guān)電源的發(fā)展及現(xiàn)狀 2第2章 開關(guān)電源整體結(jié)構(gòu)與分析 3 UC3842的介紹 3 UC3842的工作原理 4 UC3842的功能介紹 5第3章 開關(guān)電源電路的設(shè)計 6 主電路組成框圖 6 輸入整流濾波電路 7 單相逆變橋 7 輸出整流濾波電路 8 輸入整流濾波電路設(shè)計 9 整流橋 10 輸入整流電容 11 輸入濾波電感 12 輸出整流濾波電路 13 輸出整流二極管 14 輸出濾波電感 15 輸出濾波電容 16 17 18 19第6章 總結(jié)與展望 20參考文獻 21附錄 22本課題的研究內(nèi)容與目標集成小功率開關(guān)電源的研究與設(shè)計，本論文根據(jù)課題研究的需要，設(shè)計了一種性能優(yōu)良的電流控制型脈寬調(diào)制器UC3842進行的開關(guān)電源，本設(shè)計利用UC3842組成的PWM脈沖控制驅(qū)動電路，要求：總電路設(shè)計如下： 第1章 緒論 開關(guān)電源的發(fā)展及國外現(xiàn)狀開關(guān)電源在通信系統(tǒng)中得到了廣泛的應(yīng)用，并已成為現(xiàn)代通信供電系統(tǒng)的主流，而通信業(yè)的迅速發(fā)展又極大地推動了開關(guān)電源的發(fā)展。在通信領(lǐng)域中，通常將高頻整流器稱為一次電源而將直流直流(DC/DC)變換器稱為二次電源。同時，開關(guān)電源也在各種電子信息設(shè)備中，如計算機、充電電源等得到了廣泛的應(yīng)用。自1957年第一只可控硅(SCR)問世后，可控硅取代了笨重而且效率低下的硒或氧化亞銅整流器件，可控硅整流器就作為通信設(shè)備的一次電源使用。在隨后的20年內(nèi)，由于半導(dǎo)體工藝的進步，可控硅的電壓、電流額定值及其它特性參數(shù)得到了不斷提高和改進，滿足了通信設(shè)備不斷發(fā)展的需要，因此，直到70年代，發(fā)達國家還一直將可控硅整流器作為大多數(shù)通信設(shè)備的一次電源使用。雖然可控硅整流器工作穩(wěn)定，能滿足通信設(shè)備的要求，但它是相控電源，工作于工頻，有龐大笨重的電源變壓器、電感線圈、濾波電容，噪聲大，效率低，功率因數(shù)低，穩(wěn)壓精度也較低。因此，自1947年肖克萊發(fā)明晶體管，并在隨后的幾年內(nèi)對晶體管的質(zhì)量和性能不斷完善提高后，人們就著力研究利用晶體管進行高頻變換的方案。1955年美國羅耶(GHRoger)發(fā)明的自激振蕩推挽晶體管單變壓器直流變換器，是實現(xiàn)高頻轉(zhuǎn)換電路的開始, 1957年美國查賽(JJJen Sen)又發(fā)明了自激式推挽雙變壓器變換器電路。在此基礎(chǔ)上，1964年，美國科學(xué)家提出了取消工頻變壓器的串聯(lián)開關(guān)電源的設(shè)想，并在NEC雜志上發(fā)表了“脈寬調(diào)制應(yīng)用于電源小型化”等文章，為使電源實現(xiàn)體積和重量的大幅下降提供了一條根本途徑。隨著大功率硅晶體管的耐壓提高和二極管反向恢復(fù)時間的縮短等元器件性能的改善，1969年終于做成了25KHz的開關(guān)電源。電源界把開關(guān)電源的頻率提高到20KHz以上稱為電源技術(shù)的“20KHz革命”。經(jīng)過幾年的努力，從開關(guān)電源的電路拓撲型式到相配套的元器件等研究都取得了相當大的進展。在電路拓撲型式上開發(fā)出了單端貯能式反激電路、雙反激電路、單端正激式電路、雙正激電路、推挽電路、半橋電路、全橋電路，以適應(yīng)不同應(yīng)用場合、不同功率檔次的需要；在元器件方面，功率晶體管和整流二極管的性能也有了較大的提高。1976年美國硅通用公司第一個做出了型號為SG1524的脈寬調(diào)制(PWM, Pulse Width Modulation)控制芯片，極大地提高了開關(guān)電源的可靠性，并進一步減小了體積。
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